三菱PLC在機械手定位控制中的應(yīng)用

1、2011年第11期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION機械與電子科技信息三菱PLC在機械手定位控制中的應(yīng)用寇舒王進滿彭海蘭（嘉興職業(yè)技術(shù)學院浙江嘉興314100）【摘要】本文以YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓考核裝置為背景，以傳輸單元為例重點講述了PLC對機械手自由轉(zhuǎn)動的控制，指出伺服電機在機械手定位中的應(yīng)用，大大提高了置位的準確度，并用PLC對其進行速度控制，增強了其應(yīng)用性。該設(shè)備使用效果良好，成本低，同時具備在三維空間內(nèi)大范圍作業(yè)的功能。【關(guān)鍵詞】自動化生產(chǎn)線；PLC機械手；伺服電機【Abstract】ThecontextofYL-335Bautomatedproduc

2、tionline,thisarticleisintendedtothemanipulatorcontrolbyPLC,transmissionunitasanexample，putsforwardthattheservomotorimprovestheaccuracyofpositioningofmanipulator,aswellasspeedcontrolbyPLC,thisisworthusinginpractice.Itislowcost,effectandhasthefunctionofworkinginthethree-dimensionalspace.【Keywords】Auto

3、matedproductionline；PLC；Manipulator;ACservomotor0引言自動化生產(chǎn)線是由自動執(zhí)行裝置，經(jīng)各種檢測裝置，按生產(chǎn)工藝要求的程序，自動進行生產(chǎn)作業(yè)的流水線。其綜合應(yīng)用機械技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。機械手廣泛使用到自動化生產(chǎn)線中的裝卸工件、定位夾緊、工件在工序間的輸送和包裝等部分。1.1硬件組成FX1N系列PLC本文選擇的PLC類型為FX1N系列，因為該系列是一款功能很強大的小型PLC。特別是所具有的定位和脈沖輸出功能，使得在不增加流程如圖1所示。通過分析得知在機械手工作過程中主要需要對其初態(tài)回原點復位和定位進行控制。本文以初態(tài)回原點

4、復位為例說明采用FX1N絕對位置控制指令對伺服電機定位進行控制。FX1N絕對位置控制指令分別有原點回歸指令FNC156（ZRN）、相對位置控制FNC158(DRVI)、絕對位置控制FNC159(DRVA)。原點回歸指令主要用于上電時和初始運行時，搜索和記錄原點位置信息。相對位置控制指令是指定當前位置到目標位置的位移量（以帶符號的脈沖數(shù)表示），絕對位置控制指令是直接指定目標位置對于原點的坐標值（以帶符號的脈沖數(shù)表示）。初態(tài)回原點復位程序如圖3所示。其它運動控制模塊的情況下，可以直接對伺服系統(tǒng)進行控制。而且由于需要輸出驅(qū)動伺服電機的高速脈沖，PLC應(yīng)采用晶體管輸出型。同時要實現(xiàn)機械手三個自由度（包

5、括升降、伸縮、氣動手指夾緊/松開和沿垂直軸旋轉(zhuǎn)的四維運動）的控制所需的I/O點較多?；谏鲜隹紤]，選用三菱FX1N-40MTPLC,共24個輸入點，16個晶體管輸出。1.2伺服電機及其驅(qū)動器伺服電機和伺服驅(qū)動器需要一起配合使用組成伺服系統(tǒng)。在YL-335B的輸送單元中，采用了松下MHMD022P1U永磁同步交流伺服電機及MADDT1207003全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動裝置作為運輸機械手的運動控制裝置。松下的伺服驅(qū)動器有位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、位置/速度控制、位置/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)矩、全閉環(huán)控制這七種控制運行方式。伺服系統(tǒng)用作定位控制時是一個三閉環(huán)控制系統(tǒng)，位置環(huán)作為外環(huán)，電流環(huán)和速度環(huán)是

6、兩個內(nèi)環(huán)，這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。在足夠高的開環(huán)增益下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差接近為零。值得注意的是伺服驅(qū)動器投入使用之前必須對一些重要參數(shù)進行設(shè)定，才能達到控制的目的，可以通過調(diào)試軟件或者驅(qū)動器上的面板進行設(shè)置。1.3機械手裝置（1）傳感器本文介紹的裝置是通過安裝傳感器發(fā)送控制信號以實現(xiàn)機械手自由度的準確控制，保證每個工序依次按要求正常工作。因此在本設(shè)備中的關(guān)鍵部位均裝有磁性開關(guān)作為控制信號輸入到PLC以便對機械手工作狀態(tài)進行正確反應(yīng)及控制。（2）電磁閥針對機械手工作要求，機械手由氣爪、伸縮氣缸、回轉(zhuǎn)氣缸和提升氣缸組成。其中氣爪和回轉(zhuǎn)氣缸由二位五通雙向電控閥控制，伸縮氣缸和提升氣缸由二位五通單向電控閥控制。圖1機械手工作流程圖3初態(tài)回原點復位程序3總結(jié)PLC交流伺服的位置控制系統(tǒng)控制靈活，響應(yīng)迅速，通過在YL-335B上的應(yīng)用表明，PLC交流伺服的位置控制系統(tǒng)定位精準、重復精度高，工作可靠，適合應(yīng)用于工業(yè)中單調(diào)、頻繁的搬運和抓取工作。科【參考文獻】1三菱FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC系列編程手冊2松下伺服A4用戶手冊3張